Técnica operatória de soldagem oxi-acetilênica
TÉCNICA OPERATÓRIA DE
SOLDAGEM OXIACETILÊNICA
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Técnica operatória de soldagem oxi-acetilênica
1. OBJETIVOS:
Familiarizar-se com o arranjo e a operação do equipamento utilizado na soldagem (e corte)
oxi-acetilênica.
Familiarizar-se com as variáveis importantes do processo.
Familiarizar-se com a técnica operatória.
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2. UM POUCO DE TEORIA
A soldagem oxi-acetilênica é um processo no qual a união das peças é obtida pela
fusão localizada destas com uma chama gerada pela reação entre o oxigênio e o acetileno
(figura1).
O metal de adição, na forma de fio ou barra, quando for utilizado, é alimentado pelo soldador
com uma mão, enquanto que, com a outra, ele manipula a tocha. A proteção do metal fundido
é realizada pelos gases resultantes da queima primária em uma chama corretamente ajustada.
Dependendo do metal a ser soldado, um fluxo pode ser utilizado para facilitar a escorificação
das impurezas existentes na superfície da junta. A soldagem oxi-acetilênica utiliza um
equipamento simples e de baixo custo e pode ser usada para a soldagem de diversos tipos de
metais. O mesmo equipamento, com pequenas alterações no maçarico, pode ser utilizado para
o corte, brasagem e tratamento térmico de pequenas peças. Contudo, devido à sua baixa
intensidade de calor e, consequentemente, baixa produtividade, a soldagem oxi-acetilênica foi
largamente suplantada pelos processos de soldagem a arco, sendo atualmente mais usada em
manutenção e na soldagem de chapas e tubos de parede fina.
O equipamento para a soldagem oxi-acetilênica compreende basicamente cilindros de oxigênio
e acetileno, reguladores de pressão, mangueiras, maçarico, acendedor de chama, ferramentas
e equipamentos diversos de segurança (óculos, luvas, válvulas contra retorno de gases, etc.),
figura 2. Em instalações com elevado consumo de gases, estes podem ser fornecidos por
sistemas centrais de distribuição de gases.
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No cilindro de oxigênio, este gás é armazenado sob alta pressão, a qual atinge até cerca
de 200 kgf/cm2 (20 MPa ou 200 atm) em um cilindro cheio. O cilindro deve ser sempre utilizado
com cuidado, não se violando nunca as regras de segurança para o seu manuseio e
armazenamento (tabela 1).
Devido à sua instabilidade a pressões elevadas, o acetileno armazenado em
cilindros dissolvido em acetona. Esta, para cada aumento de 1 atm de pressão, dissolve um
volume de acetileno 25 vezes maior do que o seu. O cilindro é cheio até ima pressão de cerca
de 17,5 kgf/cm2. Devido à sua construção, este tipo de cilindro apresenta as
seguintes características:



Possui uma vazão máxima de retirada de gás acima da qual a sua pressão interna
cai rapidamente dando a impressão de que o cilindro está vazio. Além disto, o
acetileno retirado do cilindro tende a carregar, misturado consigo, uma certa quantidade
de acetona. A vazão máxima de acetileno que se pode usar é aproximadamente
um sétimo da capacidade do cilindro.
Nunca deve ser usado deitado. Nesta situação, a acetona sairá em grande quantidade
misturada com acetileno.
A pressão de saída de acetileno não deve exceder 1,5 kgf/cm2.
1. Armazenamento
1. Não deixar os cilindros diretamente sob o sol.
2. Armazenar os cilindros em locais adequados e seguros.
2. Transporte
1. Nunca suspender os cilindros fazendo ponto de apoio nas capas protetoras das
válvulas.
2. Somente transportar o cilindro com a capa protetora da válvula corretamente
colocada.
3. Não utilizar cilindros, cheios ou vazios, como roletes ou suportes.
4. Evitar quedas ou choques entre cilindros.
5. Evitar contato com eletricidade.
3. Utilização
1. Utilizar sempre cilindros testados e identificados pelo fornecedor.
2. Evitar que respingos, escória ou a própria chama atinjam o cilindro.
3. Evitar abrir a válvula do cilindro rapidamente.
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4. Fechar imediatamente os cilindros vazios ao fornecedor.
5. Nunca utilizar o oxigênio em substituição ao ar comprimido.
6. Jamais tentar reparar uma válvula danificada de um cilindro. Neste caso, colocar
o cilindro em local isolado e notificar imediatamente o fornecedor.
7. Evitar o contato de óleo ou graxa com qualquer parte do cilindro de oxigênio e
seus acessórios. Esses materiais podem queimar violentamente na presença de
oxigênio puro.
8. Somente utilizar o oxigênio com o regulador de pressão adequado.
O acetileno pode também ser fornecido através de geradores que são dispositivos que formam
este gás através de uma reação química. Atualmente, geradores de acetileno não são
praticamente mais usados.
Os reguladores de pressão permitem ajustar a pressão de trabalho mantendo-a relativamente
constante. Existem dois tipos básicos: os reguladores de um estágio e os de duplo estágio,
sendo que os últimos mantêm a pressão de trabalho mais constante enquanto a pressão do
cilindro cai com o seu uso.
As mangueiras transportam os gases das saídas dos reguladores até o maçarico.
São construídas para suportar as pressões elevadas dos gases que transportam (que pode
ser superior à pressão de um pneu de automóvel) e o ambiente, muitas vezes agressivo, de
seu local de trabalho. Geralmente são de cores diferentes para evitar confusão quanto ao
gás que devem transportar: vermelha (acetileno) e verde ou preta (oxigênio).
O maçarico recebe o acetileno e oxigênio puros, mistura-os na proporção adequada e fornece
esta mistura com uma velocidade e volume apropriados para a alimentação da chama. Podem
ser fabricados em diversos tamanhos para a realização de trabalhos leves, médios ou pesados.
Existem dois tipos básicos de maçaricos:

Maçarico misturador (de média pressão): utilizam acetileno e oxigênio na
mesma pressão, são de construção simples e devem ser usados com acetileno de
cilindros. São mais seguros no que diz respeito ao perigo de engulimento de chama pelo
maçarico.

Maçarico injetor (de baixa pressão): trabalham com baixa pressão de acetileno que
é aspirado pelo oxigênio fornecido a uma pressão maior. São mais usados em
sistemas com gerador de acetileno.
Para a operação de um maçarico, a pressão e a vazão dos gases utilizados devem
ser compatíveis com o tipo e a capacidade do maçarico. O uso de uma pressão
excessivamente baixa, a existência de dobras na mangueira, o superaquecimento do bico do
maçarico, o toque do bico do maçarico na poça de fusão ou a obstrução deste bico por uma
partícula de metal podem causar o engulimento da chama. Durante este, a chama passa a
queimar dentro do maçarico e, em casos extremos, pode atingir a fonte de acetileno. O
problema é minimizado pela regulagem correta da pressão dos gases e pelo uso do maçarico
em boas
condições. Além, é fundamental a colocação de válvulas contra retrocesso de chama
no equipamento. Um engulimento de chama pode causar queimaduras às pessoas, danos
ao equipamento e, em casos extremos, uma explosão. Na soldagem oxi-acetilênica, o tipo de
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metal a ser soldado e a sua espessura determinam o ajuste da chama, a necessidade ou não
de usar fluxo (tabela 2) e, mesmo, o tipo de maçarico e o seu bico.
Tabela 2 - Algumas ligas soldáveis pelo processo oxi-acetilênico.
Operacionalmente, a soldagem oxi-acetilênica compreende as seguintes etapas: (a) abertura
dos registros dos gases e regulagem das pressões de serviço, (b) acendimento e regulagem da
chama, (c) formação da poça de fusão, (d) execução do cordão, com ou sem a utilização de
metal de adição, (e) interrupção da solda e (f) extinção da chama. As pressões de serviço
devem ser escolhidas em função do tipo de maçarico e do tamanho de seu bico (tabelas 3 e 4).
Este, por sua vez, é determinado principalmente pela espessura da junta a ser soldada. Outro
fator a ser considerado é o diâmetro e comprimento da mangueira usada. Se esta for muito fina
e/ou muito longa, as pressões dos gases no maçarico poderão cair abaixo dos valores
recomendados. Os fabricantes de equipamentos recomendam os diâmetros de mangueira
adequados para as suas tochas.
Tabela 3 - Exemplo de bicos e pressões de gases utilizados em um maçarico misturador ( de
valores apenas didáticos).
Tabela 4 - Exemplo de bicos e pressões de gases utilizados em um maçarico injetor (de valor
apenas didático).
A chama é acesa com um acendedor ou isqueiro após a abertura, no maçarico, do registro do
acetileno. A chama assim obtida tem uma cor amarela e brilhante, sendo muito fuliginosa
(chama acetilênica, figura 2a), não se prestando para a soldagem. Abrindo-se lentamente o
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registro do oxigênio, a proporção desta na mistura de gases fornecida ao maçarico é variada
possibilitando a formação de três tipos adicionais de chama (figura 2, letras b, c e d). Estes
tipos de chama apresentam duas regiões principais, o cone interno,
onde ocorre a reação primária da chama (equação 1), e o cone externo, onde ocorrem
as reações secundárias (equações 2 e 3). Na chama carburante ou redutora (figura 2b),
existe uma terceira região entre duas anteriores, onde o excesso de acetileno é quebrado pelo
ar.
A chama neutra é obtida com uma proporção de oxigênio e acetileno tal que não há excesso
de um gás ou outro após a reação primária e, assim, as reações secundárias ocorrem com
oxigênio fornecido pelo ar. Este tipo de chama, ou regulagens próximas deste, é o mais usado
para soldagem. Na chama oxidante existe um excesso de oxigênio em relação à quantidade
necessária para reagir com o acetileno na reação primária.
C2H2 + O2 → 2 CO + H2
(1)
2 CO + O2 → 2 CO2
(2)
H2 + 1⁄2 O2 → H2 O
(3)
Figura 2 - Representação esquemática das regulagens da chama oxi-acetilênica.
(a) Chama acetilênica,
(b) redutora,
(c) neutra e
(d) oxidante.
Para a formação da poça de fusão, a ponta do cone interno da chama é colocada a
uma distância de 1,5 a 3 mm da superfície da chapa e mantida nesta posição até a fusão
do metal base. A chama é posicionada formando um ângulo de 45 a 60o com a chapa.
Após a formação da poça de fusão, a chama é deslocada ao longo da junta
mantendo mantendo-se constante a distância do cone interno à poça de fusão. A velocidade de
fusão deve ser controlada de forma que não aconteça a falta de fusão ou a perfuração da
chapa. Se rolada necessário, utiliza-se metal de adição (figuras 3, 4 e 5).
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Existem duas técnicas básicas de execução: a soldagem para a frente e a soldagem para trás
(figura 6). O uso da primeira técnica tende a formar um cordão mais raso sendo mais adequada
para a soldagem de chapas mais finas (até 3 mm de espessura). Com a soldagem para trás,
obtém-se um cordão mais estreito e de maior penetração, sendo possível soldar se juntas mais
espessas com uma maior velocidade. Quando necessário, executa-se, além do movimento de
translação ao longo da junta, um movimento transversal de tecimento (vai-e-vem) que permite
a obtenção de cordões mais largos e a correta fusão das paredes da junta.
Ao final da soldagem, a chama deve ser apagada fechando-se primeiro o registro do oxigenio
e, depois, do combustível ou vice-versa. No primeiro caso, forma-se uma chama acetilênica
fuliginosa que é extinta ao ser interromper o fluxo de acetileno. No segundo caso, a chama é
extinta ao se fechar o primeiro registro, contudo, como a composição da mistura atinge, em um
breve instante, uma faixa em que ela é explosiva, a extinção da chama é, em geral,
acompanhada por um estalo.
Figura 3 - Execução do leito de fusão sobre a chapa sem o uso de metal de adição.
Figura 4 - Execução do leito de fusão com metal de adição.
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Figura 5 - Execução de uma solda de topo na posição plana.
Figura 6 - Técnicas de execução: (a) Soldagem para trás e (b) soldagem para frente.
Ao final do serviço, os registros dos gases devem ser fechado.
Bibliografia:
Textos com autoria desconhecida.
Compilado: http://mvsoldas.blogspot.com.br
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